DE3812750C2

DE3812750C2 - Behälter für pumpbare Stoffe mit integriertem Entleerungssystem

Info

Publication number: DE3812750C2
Application number: DE19883812750
Authority: DE
Inventors: Karl Nagel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-04-16
Filing date: 1988-04-16
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2008-04-17
Also published as: DE3812750A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Lager- und Transportbehälter für pumpbare Stoffe (Flüssigkeiten und Pasten), der mittels eines integrierten, peristaltischen Systems entleert und/oder gefüllt wer den kann.

Behälter, die während des Befüllens, des Transportes und der Entleerung gegenüber der Umwelt abgesperrt sein müssen, und die in Straßen-, Wasser- und Schienenfahrzeuge eingebaut werden können, lassen sich beispielsweise der DE-AS 10 53 342 entnehmen.

Bisher werden dazu ein- oder mehrwandige Kessel oder Gefäße verwendet, wie dies bereits aus dem DE-GM 18 26 993 hervorgeht. Diese können in einzelne Kammern unterteilt und gegen Schwallstöße durch Schwallbleche geschützt sein (hohes Eigengewicht!).

Bei diesen Kesseln und Gefässen ist der vor dem Befüllen oder während des Entleerens vor handene oder entstehende Hohlraum durch Luft oder zum Schutze des Inhaltes durch ein mit dem Ladegut verträgliches Schutzgas ausgefüllt. (eventuelle Verunreinigung bzw. kostenträchtiger Aufwand!).

Sie müssen spätestens bei Ladegutwechsel aufwendig gereinigt werden (Zeit- und Kostenauf wand!). Bei einigen Behälter wird aus diesem Grunde eine austauschbare Haut eingelegt oder der Behälter enthält einen das gesamte Volumen ausfüllenden Faltenbalg, wobei abwechselnd der Faltenbalg oder der umschliessende starre Behälter mit unterschiedlichen Medien gefüllt wird.

Sie werden mittels Druck oder Schwerkraft gefüllt und durch Schwerkran oder Pumpen ent leert (zusätzliche Entnahmevorrichtungen müssen vorhanden sein und gereinigt werden!).

Da die Entleerung an einem definierten Punkt erfolgt, muss der Kesselboden Gefälle zu diesem Entnahmeort haben (aufwendige Herstellung, höhere Schwerpunktlage!).

Aus Sicherheitsgründen darf der Kessel bei Gefahrengüter nicht in der tragenden Konstruktion integriert sein. Dies alles bedeutet eine konstruktivbedingte hohe Schwerpunktlage und relativ ho hes Eigengewicht.

Wird ein solcher Kessel leck, so läuft im natürlichen Gefälle zumindest eine Kammer leer. Bei Aufschlitzen einer Seitenfläche parallel zur Längsachse läuft der gesamte Inhalt des Kessels aus.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Lager- und Transportbehälter zu schaffen, der das Ladegut ohne Beeintächtigung der Umgebung oder des Ladegutes selbst aufnimmt und wieder abgibt, ohne dass ein hoher Aufwand hinsichtlich Investition und Konstruktion betrieben werden muß und dass eine leichte Reinigung des Behälters sowie ein sicherer Betrieb möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem hier beschriebenen, neuartigen Lager- und Transportbehälter (Figur: 1) kommt das Ladegut, im Gegensatz zu herkömmlichen, während der Befüllung, des Transportes und der Ent leerung nur mit der flexiblen Innenfläche des peristaltischen Systems in Berührung.

Das Volumen des eigentlichen Behälters entspricht ständig dem des Ladegutes, somit entstehen keine Leerräume, die durch Luft o. ä. aufgefüllt werden. Das Ladegut bleibt also hermetisch von der Umwelt durch die Innenhaut des peristaltischen System getrennt. Die Sterilität bleibt vollständig erhalten.

Es entfallen die herkömmlichen Reinigungskosten des Behälters, da die vom Ladegut benetzten Behälterteile leicht und preiswert ausgetauscht werden können. Sie bestehen aus dünnen, recycel baren Kunststoffolien, die nicht auf Zug oder Druck beansprucht werden.

Da das peristaltische System das Ladegut aus dem Behälter entfernt, werden keine zusätzlichen Investitions- und Reinigungskosten für Pumpen o. ä. notwendig.

Eventuelle, die Konstruktion beeinflussende Lichtraumprofile können voll ausgenutzt werden, da der Boden nicht mit Gefälle ausgebildet sein muss. Dies ermöglicht eine tiefere Schwerpunkt lage und somit bessere Transport bzw. Fahreigenschaften.

Bei einer Beschädigung von aussen, läuft nie der gesamte Inhalt, sondern nur eine Mäander schlinge aus. Dies erhöht den Umweltschutz.

Der neuartige Behälter hat daher gegenüber den herkömmlichen erhebliche Kosten- und Si cherheitsvorteile.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Transportfahrzeug (Übersicht)

Fig. 2 Batteriezellen-Anordnung in einer Ebene

Fig. 3 Batteriezellen-Anordnung in zwei Ebenen

Fig. 4 Arbeitsweise des per. Systems bei Absperrung durch das Antriebsmedium

Fig. 5 Arbeitsweise des per. Systems bei Absperrung durch Rückschlagventile

Fig. 6 Per. System aus einem doppelwandigen Schlauch bestehend

Fig. 7 Per. System aus einem Schlauch, den Formteilen und Faltenbälge bestehend

Fig. 8 Per. System aus den Formteilen und flexiblen Hohlkörpern bestehend

Möglich wird diese Art von Behälter durch das unten näher beschriebene peristaltische System.

In eine selbsttragende Kastenkonstruktion 3 werden eine oder mehrere Tankbatterien 2 einge bracht. Jede Tankbatterie 2 besteht aus einem in einer oder mehreren vertikalen Ebenen liegendem, durchgehenden, schlauchförmigen Behälter mit mäanderartig geschlungenen Batterie zellen 7 (Fig. 2 und 3).

In diesem schlauchförmigen Behälter befindet sich das durchgehende, peristaltische System (Fig. 6 und 7 und 8). Dieses System ist Gefäss für das Transportgut und Füll- und Entleerungseinrichtung zugleich.

Die Antriebsseite des peristaltischen Systems ist in einzelne Verdrängungsabschnitte 11 und 12 unterteilt.

Da dieses peristaltische System in jede Richtung und über die gesamte Schlauchlänge fördert, muss bei der Formgestaltung und der Anordnung in den Tankbatterien 2 oder in der Kastenkon struktion 3 auf ein natürliches Gefälle keine Rücksicht genommen werden.

So kann der Boden des Behälters stufenförmig Aussparungen enthalten und trotzdem das Lichtraumprofil, besonders unten, mit der Ladung voll ausgenutzt werden.

Das bedeutet eine optimale Schwerpunktlage der Ladung.

Da keine große, frei bewegliche Ladungsmassen vorhanden sind, sind Schwallstösse bei Längs- oder Querbeschleunigung ausgeschlossen.

Als eigentlicher Behälter für das Lager- oder Transportgut dient das peristaltische System. Dies besteht entweder nur aus flexiblen Trennfolien 14 oder aus den Batteriewänden und einer flexiblen Trennmembrane 15 (Fig. 6 und 7 und 8).

Als Umschliessungen für die Batteriewände werden Formteile 13 und die Kastenkonstruktion 3 benutzt. Aus diesem Grunde kann die selbsttragende Kastenkonstruktion 3 auch noch als Chassis (Gewichtsersparnis und tiefere Schwerpunktlage) dienen. An diese können Achsen und Auflager kupplungen angelenkt werden.

Die Tankbatterien 2 können aus Formteilen 13 aus Kunststoff (Gewichtsgründe) hergestellt werden.

Die Trennfolien 14 oder -Membranen 15 des peristaltischen Systems unterliegen keiner Berstbeanspruchung, da innerhalb des Systems immer ein Druckausgleich zwischen Antriebsmedium und Transportgut stattfindet. Sowohl der zur Förderung notwendige, niedrige Antriebsdruck (Unterteilung in einzelne Abschnitte), als auch der, durch die Schwerkraft entstehende, statische Druck wird durch aus Formteilen 13 bestehende Wände der Tankbatterien 2 aufgenommen.

Die zur Herstellung der Innenhaut des peristaltischen Systems verwendete Folie 19 hat nur Trennfunktion.

Wird aus irgendeinem Grunde die unmittelbare umschliessende Trennfolie 14 der Ladung zerstört, so läuft das Gut ersteinmal in die Formteile 13 der Tankbatterien, werden diese ebenfalls leck, dann dient die selbsttragende Kastenkonstruktion 3 als Auffangwanne.

Gegen eine Beschädigung von außen schützt zum ersten der stabile tragende Kasten 3, dann die Formteile 13 und zusätzlich, je nach Kastenkonstruktion 3, eine 2. umschließende Folie 19 (zweiter Schlauch) und die unmittelbar mit der Ladung in Berührung stehende Folie 14.

Sollte die von aussen kommende Beschädigung so sein, dass selbst die Folien 14 und 19 des Systems leck werden, so läuft durch die mäanderartigen Schlingen (Fig. 2 und 3) nach dem Gesetz der "Kommunizierenden Röhren" (aufgerollter Gartenschlauch!) nur die beschädigte und höchstens noch die benachbarte Schlinge aus.

Wird eine gesamte Seitenfläche aufgeschlitzt, so läuft nur die beschädigte Tankbatterie 2 leer, da diese parallel zur Längsachse des Fahrzeuges (Fig. 1) und nicht senkrecht, wie herkömmlich, angeordnet sind.

Werden die Mäanderschlingen in mehreren Ebenen (Fig. 3) angeordnet, so gilt auch bei einem umgestürzten Fahrzeug (Verdrehung um 90 Grad) das Gesetz der "Kommunizierenden Röhren".

Die äussere Kastenkonstruktion 3 kann, statisch gesehen, als Raumtragwerk mit sehr hohen Stegen und die Stege verbindende Ober- und Untergurte aus Metall hergestellt werden. Bei entsprechender Gestaltung der Tankbatterien 2 (Fig. 3) können die Stege zur Stabilitätserhöhung gefaltet oder mit Sicken versehen sein. Als Schrammbord wird das Bodenblech über die Seitenflächen (Stege) hinausgeführt, nach oben zu den Seitenflächen hin zu einer stabilen Dreiecksverbindung aufgebogen und befestigt. Der dabei entstehende Hohlraum kann ausge schäumt werden (Knautschzone!)

Die Tankbatterien 2 können aus einzelnen konstruktionsgerechten Kunststoffteilen (Fig. 2 und 3) auslaufsicher zusammengesetzt und dann in die Kastenkonstruktion 2 eingelegt oder eingehängt werden. Sie stützen sich dann großflächig am Kasten 3 ab, haben daher keine tra gende Funktion. Sie übernehmen nur den aus der Ladung und dem Antriebsmedium resultieren den Innendruck.

Die so in den Wänden der Tankbatterien 2 entstehenden Zugspannungen werden in den geschlossenen Querschnitten (Fig. 2 und 3) der Zellen 7 aufgenommen.

Alle flexiblen Folien 14 und 19 stützen sich entweder gegen die Wände der Tankbatterien 2, oder gegeneinander, oder gegen die Ladung oder das gespannte Antriebsmedium ab. Sie sind bei genügend großer Flexibilität immer spannungslos. Sie trennen nur die Medien.

Alle peristaltischen Systeme in jeder einzelnen Tankbatterie können zu einer zentralen Befüll stelle zusammengefasst werden. Ebenso kann dies zur Abgabe über eine Messeinrichtung mit Druckausgleichs- Vorrichtung erfolgen.

Die Steuerung der peristaltischen Systeme geschieht durch ein Steuergerät, das durch Leitun gen oder Kanäle in den Batteriewänden mit den einzelnen Antriebsabschnitten verbunden ist.

Das gespannte Antriebsmedium liefert ein zentraler Druckerzeuger.

Zur Arbeitweise des peristaltischen Systems:

Das durchgehende, walzenförmig in Schlingen abgelagerte Ladegut (Fig. 2 und 3) kann an je dem Ort von einem gespannten Medium (pneumatisch oder hydraulisch) verdrängt werden. La degut und Verdrängungsmedium sind durch eine flexible Membrane 15 oder Folie 14 getrennt. Entlang der Ladegutsäule sind einzelne, abgeschlossene und für das Verdrängungsmedium zugängliche Verdrängungsabschnitte 12, hintereinander und über ein zentrales Steuergerät ein zeln oder in Gruppen ansteuerbar angeordnet.

Wird der einzelne Verdrängungsabschnitt 12 mit dem Verdrängungsmedium gefüllt, so presst er mittelbar durch die Folie 14 oder Membrane 15 eine gleich große Strecke (Verdrängungsabschnitt 11) in der Ladegutsäule leer.

Zu diesem Zeitpunkt muss der in Förderrichtung nächstliegende Verdrängungsabschnitt 11 oder 12 sowohl von dem Ladegut als auch vom Verdrängungsmedium entleert sein, dann kann das verdrängte Gut diesen wieder füllen.

In entgegengesetzter Richtung muss der benachbarte Verdrängungsabschnitt 11 oder 16 durch ein Rückschlagventil 18 oder durch das Gefülltsein mit Verdrängungsmedium so verschlossen sein, dass das Ladegut nur in die gewünschte Richtung wandern kann.

Dieses Füllen und Entleeren der Verdrängungsabschnitte mit dem Verdrängungsmedium er folgt entlang der gesamten Ladegutsäule periodisch, synchron und in Gruppen, je nach Konstruk tion (Fig. 4 und 5).

Bei vollständig gefülltem Behälter muss dieser Vorgang am Entnahmeort beginnen, da nur hier infolge des Druckgefälles ein Ausweichen des Ladegutes möglich ist.

Takt für Takt (Fig. 4 und 5) wird so ein Verdrängungsabschnitt 11 nach dem anderen zum Entnahmeort hin wandern bis der gesamte Behälter vollständig entleert ist.

Vor der Befüllung müssen alle Verdrängungsabschnitte 12 gleichzeitig mit Verdrängungsmedium gefüllt werden, um kompressible Stoffe (z. B.: Luft) aus dem eigentlichen Behälter zu entfernen, um so kompressible Polster in den Mäanderschlingen zu verhindern (Gesetz der "Kommunizierenden Röhren ", "Boyle-Mariottesches" Gesetz).

Anschliessend, nach Entleerung des Verdrängungsmediums, lässt sich der Behälter ganz nor mal mittels Schwerkraft füllen.

Bezugszeichenliste

1

Fahrzeug-Deckel

2

Tankbatterie

3

Kastenkonstruktion

4

Druckerzeuger

5

Zugmaschine

6

Tragachsen

7

Batteriezelle

8

Verbindungsöffnung der Batteriezellen

9

Förderrichtung

10

Förderrichtung des Behälterinhaltes

11

Verdrängungsabschnitt mit Behälterinhalt (Ladegut) gefüllt

12

Verdrängungsabschnitt mit Antriebsmedium gefüllt

13

Formteil (Batterie bildend)

14

Trennfolie (Schlauch)

15

Trenn-Membrane

16

Verdrängungsabschnitt in absperrender Funktion

17

Verdrängungsabschnitt in verdängender Funktion

18

Rückschlagventil

19

Umschliessende Folie (2. Schlauch)

20

Faltenbalg

Claims

1. Behälter für pumpbare Stoffe mit integriertem Entleerungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass in einer selbsttragenden Kastenkonstruktion (3) mäanderartige Schlingen eines schlauchförmi gen Behälters zu Tankbatterien (2) zusammengefügt und in diese umschliessende Tragkonstruktion eingebaut oder austauschbar einlegbar sind, wobei dieser schlauchförmige Behälter peristaltisch und abschnittsweise dosiert entleerbar ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Kastenkonstruktion (3) eine beliebige Anzahl von Batterienzellen (7) befinden können.

3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der Batteriezellen (7) geschlossene, geometrische Flächen sind, die sich raumsparend aneinander fügen.

4. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen zu den verti kalen und horizontalen Achsen der Tankbatterien (7) jeden Winkel bilden können.

5. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen, die die Bat teriezellen (7) zu einem schlauchförmigen Hohlraum verbinden, in einer Ebene liegen.

6. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen, die die Bat teriezellen (7) zu einem schlauchförmigen Hohlraum verbinden, in verschiedenen Ebenen liegen und abwechselnd von einer Ebene in die andere hin und her springen.

7. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmedium durch eine flexible Membrane (15) ständig von dem Behälterinhalt getrennt ist.

8. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Volumensänderung durch einzelne, in sich abgeschlossene Verdrängungsabschnitte (12), die mit Antriebsmedium gefüllt und entleert werden können und sich an oder in dem Behälter befinden, erreicht wird.

9. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängungsabschnitte (11) und (12) und (16) und (17) einzeln oder in Gruppen, periodisch und synchron angesteuert werden können.

10. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängungsrichtung des Behälterinhaltes durch Absperrung der einzelnen Verdrängungsabschnitte (11) und (12) und (16) und (17) im Behälter selbst mittels Rückschlagventile (18) bestimmt wird.

11. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängungsrichtung des Behälterinhaltes durch Absperrung des Behälters mittels durch ein Antriebsmedium zusammen gepresster Verdrängungsabschnitte (11) und (12) und (16) und (17) bestimmt wird.

12. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter für das Lager- oder Transportgut ein durchgehender, austauschbarer Schlauch ist.

13. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Behälter die Formteile (13) darstellen

14. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eigentliche Behälter von einer Folie (19) (zweiter Schlauch) umgeben ist, die abschnittsweise dicht miteinander, senkrecht zur Längsachse des Behälters verbunden ist und so Verdrängungsabschnitte (11) und (12) und (16) und (17) (ringförmige Zylinder, als Hohlraum für das Antriebsmedium) bilden.

15. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume für das Antriebsmedium durch den eigentlichen Behälterschlauch, das Formteil (13) und abschnittsweise diese verbindende Faltenbälge (20) gebildet werden.

16. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume für das Antriebsmedium einzeln aus flexiblen Folien (14) und (19) alleine oder mit Flächen der Formteile (13) zusammen gebildet werden.

17. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zentrales Steuergerät über Leitungen oder Kanälen in den Formteilen (13) die Verdrängungsabschnitte (11) und (12) und (16) und (17) ansteuert.

18. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein stationärer oder ein mitge führtet Druckerzeuger das Antriebsmedium spannt.

19. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebsmedium gespannte Gase oder Flüssigkeiten verwendet werden.